• [存底]加速，加速，再加速：来自Google的网站加速技巧大全

    原文：http://developer.51cto.com/art/200906/132210.htm

    困扰许多网站所有者很久的一个问题是网站访问速度总是那么慢。想购买独立带宽，预算不允许，想购买CDN加速，价格又太贵。那有没有经济实惠的解决办法呢？从目前的大环境来分析，我们也只有通过技术手段来解决这个问题了。

    对Web开发有着深刻理解的著名搜索引擎厂商Google前段时间发布了一款Firefox /Firebug插件Page Speed（为 什么是Firefox 而不是Chrome？），并已开源，网络管理员和Web开发人员使用这个插件对Web页面的性能进行评估，并提供改善性能的有益建议。并于今日呼吁大家共 同努力，一起为互联网加速，可不是提什么空口号，Google已经将其研究结果和数据共享了出来，并提供了大量的网站加速教程，本文就对这些教程加以整 理，与诸位共勉

    css：每个声明只使用一次

    要想让你的网站速度更快，其中重要的一条就是发送到浏览器的客户端代码要尽可能小，在优化css文件时，一个重要的原则就是每个声明只使用一次。这样就可以严格使用选择器组合。

    例如，你可以将这两个规则

    1. h1 { color: black; }  
    2. p { color: black;  

    合并成一个规则

    1. h1, p { color: black; }

    这个例子是最简单的了，实际开发中的情况要复杂得多，根据我个人的开发经验，每个声明只使用一次后可以将css文件的大小降低20%-24%。下面再看一个复杂一点的例子：

    1. h1, h2, h3 { font-weight: normal; }  
    2. a strong { font-weight: normal !important; }  
    3. strong { font-style: italic; font-weight: normal; }  
    4. #nav { font-style: italic; }  
    5. .note { font-style: italic; }

    根据每个声明只使用一次的原则，将其缩减为

    1. h1, h2, h3, strong { font-weight: normal; }  
    2. a strong { font-weight: normal !important; }  
    3. strong, #nav, .note { font-style: italic; } 

    注意!important声明可以与众不同。

    在应用这个方法时有几点需要牢记于心：

    ◆ 首先，太长的选择器可能致使这个方法无效，重复选择器如html body table tbody tr td p span.example不能减少文件尺寸大小，实际上，每个声明只使用一次可能意味着选择器的数量会上升，甚至可能导致css文件更大，使用紧凑的选择 器是更有帮助的，并且可以提升样式表的可读性。

    ◆第二，小心css规则，当一个用户代理不能解析选择器时，必须忽略声明，当你遇到这种情况时，只需要修改一下规则，让其可以使用多次即可。

    ◆第三，也是最重要的一点，如果你对样式表进行了排序，这个原则会改变你的排序，但这个顺序可以由浏览器来决定，如果你使用这种方法运行出了问题，最好的解决办法就是产生一个异常，并在出现问题的地方让声明使用多次就可以了。

    在使用一个声明只使用一次的方法维护样式表时要格外小心，可以通过优秀的编辑器来跟踪变化（如显示变化行），然后在需要的地方插入声明，这种做法需要合并到工作流中。其实一个有效的方法是使用缩进排版，这样就很容易发现重复的声明的了。

    使用gzip压缩页面

    Gzip 压缩需要Web服务器的支持，在没有gzip压缩的情况下，Web服务器直接把html页面发送给浏览器，而支持gzip的Web服务器将把html压缩 后再发给浏览器，支持gzip的浏览器再在本地进行解压和解码，并显示出来。Gizp会将css文件，js文件，html文件中那些重复的字符串、标签、 空格和样式定义进行压缩。我们还是举一个例子加以说明。

    下面的代码未压缩前69字节，压缩后85字节。

    1. < h1>One< /h1> 
    2. < h2>Two< /h2> 
    3. < h3>Three< /h3> 
    4. < h4>Four< /h4> 
    5. < h5>Five< /h5> 

    我们将标题标签替换成div标签，源代码大小增加了10字节，变成了79字节，但经过压缩后只有66字节。

    1. < div>One< /div> 
    2. < div>Two< /div> 
    3. < div>Three< /div> 
    4. < div>Four< /div> 
    5. < div>Five< /div> 

    HTTP缓存

    如果你正确设置了HTTP缓存报头，不但Web页面载入速度更快了，而且Web服务器的负荷也减少了，是一个双赢的举措。

    缓存也就是资源的本地副本，因为很多资源都不会频繁更新，这时浏览器就可以直接从本地获取资源，不用到服务器去取，节省了连接时间和资源下载时间，使用HTTP缓存真正起关键作用的是HTTP缓存报头，这个报头指定了资源的有效时间和最后修改时间。

    http 协议有两种方法定义资源的有效时间：Expires和Cache-Control: max-age报头。Expires报头指定资源的过期日期，而max-age指定的是当资源下载到本地后多长时间有效。实际上它们要表达的最终含义是一 致的。建议将资源的有效日期指定为1个月，长一点的话可以指定为1年。这两个报头一般只需要设置一个即可，如果同时进行了设置，那么max-age的优先 级比Expires要高一些。如果你的资源比这个设定期限更新得要频繁一些，那么你可以采取对资源重新命名的方法，通常的做法是在URL中给资源加上版本 号，当然这是引用资源的html页面也得做对应的修改。

    当本地资源是有效状态时，浏览器有两个选择，其一是全部重新下载所有资源，其二是仅下载有变化的资源，为了让浏览器只下载有变化的资源，我们需要在GET请求中加上条件，http协议给了我们两个选项：Last-Modified和ETag报头。

    Last-Modified报头指资源的最后修改时间，ETag报头是每个资源不同版本的唯一身份识别号，我们推荐你使用Last-Modified报头，因为日期如果足够早，浏览器可以跳过请求全部资源的。下面是两个测试页。

    关闭Expires

    开启Expires

    在第二次载入页面时，可以再次点击链接，或者在地址栏中再按一次回车，如果点击刷新按钮，如果资源还在缓存中的话，会强制浏览器重新使用附条件的GET请求去获取资源。

    为了更清晰地看到这个完整过程，可以使用HttpWatch工具，它可以查看http报头。如果使用Apache的话，可以参考mod_expires模块的资料。

    使用Page Speed提升网站性能

    Page Speed是由Google发布了一款开源Firefox 插件，它可以评估Web页面的性能问题，并能够给出合理的优化建议，同时它也可以将资源变得更小。

    ◆图片压缩

    图片文件中通常都包含了一些额外的信息，如JPEG图片包括创建图片所用工具的信息，PNG图片通过创新编码可以缩小文件大小，这些转换都是无损的，压缩后的图片和未压缩的图片看起都是一样的，但占用的字节数却少了，

    Page Speed使用优化图像功能尝试为页面中的所有图片进行无损压缩，如果成功的话，就显示压缩后的版本，为了使用图片的最低版本，在Page Speed面板中点击链接到压缩版本，保存，使用它代替原始图片。

    ◆削减JavaScript

    移 除大型JavaScript文件中的注释和空格可以大幅度减少文件的尺寸，但功能却无丝毫损伤。Page Speed提供了削减JavaScript的功能，削减成功后Page Speed会显示一个到该文件的链接，如果要使用削减后的文件，点击那个链接，保存文件，然后到html页面中重新引用这个更小的JavaScript文 件。

    但这样做有一个问题，削减后的JavaScript文件的移动性就降低了，如果你经常更新的话，建议你使用另一个削减命令行工具JSMIN。

    ◆移除不用的css

    移除css文件没有使用到的规则将有助于减少css文件的大小，因为浏览器在浏览Web页面时往往会将css文件下载到本地，这样就可以减少发送到浏览器的信息量，从而加速页面反应速度，但值得注意的是，有些外部css文件是由多个Web页面引用的，在移除时要特别小心。

    Page Speed提供了移除不同的css功能，它可以告诉你那些css规则是没有被使用的。

    除了上面提到的这三个功能外，Page Speed还有更多的功能等待你去发掘。

    减少浏览器reflow

    Reflow 是浏览器为重新渲染文档或文档中的一部分，重新计算文档元素的位置和几何大小的统称，因为reflow在浏览器中是一个用户拦截操作，这对于开发人员理解 如何提升reflow时间和不同文档属性（DOM深度、css规则效率、不同类型的样式变化）对reflow时间的影响。有时reflow一个元素可能需 要reflow文档中的所有元素，以及跟着它的所有元素。

    有很多中用户行为和DHTML变化可以触发reflow，如改变窗口大小、使用包 含计算样式的JavaScript函数、从DOM中添加或移除元素以及改变某个元素的类别都可以触发reflow，值得注意的是有些行为可能导致 reflow的时间比你想象中的要多。来看一张图。

    主流浏览器reflow时间对比
    图- 1 主流浏览器reflow时间对比

    从上图可以看出不是JavaScript中任何样式的变化都会触发reflow，还可以看出浏览器版本越高reflow时间更好了。

    在Google，我们对我们的页面进行了大量的测试，最终我们认为要往页面中添加UI元素时最值得考虑的因素就是reflow时间了。下面是我们整理的可以帮助减少reflow时间的方法：

    ◆减少不必要的DOM深度，在DOM树上任意一层发生的变化都会影响到DOM树的所有层，当然这在reflow时花的时间肯定比较多了。

    ◆缩小css规则，移除不用的css规则。

    ◆如果你使用更复杂的演示变化，如动画，那么你最好使用绝对位置或将位置固定下来。

    ◆避免不必要的复杂的css选择器，特别是衍生选择器，它需要更多的CPU时间处理选择器匹配。

    优化JavaScript代码

    客户端代码可以让你的应用程序动起来变得更有活力，但这些代码可能使浏览器变得更低效，不同的客户端性能也不一样，这里我们讨论几个优化JavaScript的技巧。

    ◆字符串的使用

    在IE6和IE7中因字符串级联导致的主要问题是垃圾回收性能，虽然这些问题在IE8中已经得到解决，但如果你的用户大部分仍然在使用IE或IE7，你就得格外注意这个问题了。看一个例子先：

    1. var veryLongMessage =  
    2. 'This is a long string that due to our strict line length limit of' +  
    3. maxCharsPerLine +  
    4. ' characters per line must be wrapped. ' +  
    5. percentWhoDislike +  
    6. '% of engineers dislike this rule. The line length limit is for ' +  
    7. ' style purposes, but we don't want it to have a performance impact.' +  
    8. ' So the question is how should we do the wrapping?';

    ◆使用连接代替级联：

    1. var veryLongMessage =  
    2. ['This is a long string that due to our strict line length limit of',  
    3. maxCharsPerLine,  
    4. ' characters per line must be wrapped. ',  
    5. percentWhoDislike,  
    6. '% of engineers dislike this rule. The line length limit is for ',  
    7. ' style purposes, but we don't want it to have a performance impact.',  
    8. ' So the question is how should we do the wrapping?' 
    9. ].join();

    与此类似，在条件语句中使用级别也是很低效的，错误的做法：

    1. var fibonacciStr = 'First 20 Fibonacci Numbers  
    2. ';  
    3. for (var i = 0; i <  20; i++) {  
    4. fibonacciStr += i + ' = ' + fibonacci(i) + '  
    5. ';  
    6. }

    正确的方法：

    1. var strBuilder = ['First 20 fibonacci numbers:'];  
    2. for (var i = 0; i <  20; i++) {  
    3.   strBuilder.push(i, ' = ', fibonacci(i));  
    4. }  
    5. var fibonacciStr = strBuilder.join('');

    ◆定义类函数

    下面的函数是低效的，因为每次构造baz.Bar的实例时，会创建一个新的函数和闭包：

    1. baz.Bar = function() {  
    2.   // constructor body  
    3.   this.foo = function() {  
    4.   // method body  
    5.   };  
    6. } 

    正确的方法是：

    1. baz.Bar = function() {  
    2.   // constructor body  
    3. };  
    4.  
    5. baz.Bar.prototype.foo = function() {  
    6.   // method body  
    7. }; 

    使用这个方法时，无论baz.Bar构造了多少个实例，都只会为foo创建一个函数，而且不会创建闭包。

    ◆初始化实例变量

    使用实例变量值类型初始值初始化实例变量声明，如数值、布尔值、空值、未定义或字符串，这样可以避免每次调用构造器时运行不必要的初始化代码。还是来看一个例子：

    1. foo.Bar = function() {  
    2.   this.prop1_ = 4;  
    3.   this.prop2_ = true;  
    4.   this.prop3_ = [];  
    5.   this.prop4_ = 'blah';  
    6. }; 

    可以使用：

    1. foo.Bar = function() {  
    2.   this.prop3_ = [];  
    3. };  
    4.  
    5. foo.Bar.prototype.prop1_ = 4;  
    6.  
    7. foo.Bar.prototype.prop2_ = true;  
    8.  
    9. foo.Bar.prototype.prop4_ = 'blah';  
    10.  

    进行代替。

    ◆避免使用with

    避免在代码中使用with，它会影响到性能，因为它修改了范围链，因此需要花费更多时间到其它范围去查找。

    ◆避免浏览器内存泄漏

    对 于Web应用程序而言，内存泄漏是很常见的事情，可能因此导致巨大的性能问题。因为浏览器的内存使用在增长，你的Web应用程序和其它程序就会变慢，最常 见的内存泄漏是在JavaScript引擎和浏览器C++对象实现的DOM之间形成了循环引用，如在JavaScript引擎和IE浏览器的COM基础结 构之间，以及JavaScript引擎和Firefox  XPCOM基础结构之间。

    优化网页图片

    当你在优化网页代码时，别忘了那些静态内容，包括图片，经过简单的优化就可以大大减少下载大小，并且也不会降低网站的质量。

    我们总结了一些技巧，可以帮助你加快网页图片的载入速度：

    ◆剪裁掉多余的空白

    剪裁掉多余的空白
    图- 2 剪裁掉多余的空白

    如果确实需要空白内边距，可以使用css代码来实现。

    ◆使用最佳的文件格式

    可以通过一些专业的图片处理工具，如photoshop就可以直接保存为网页图片，如果将图片颜色从256色调整到32色，那文件大小会明显变小，下面来看看一张图片不同文件格式时的大小对比。

    示例图片
    图- 3 示例图片

    上面这张图片不同文件格式时的大小对比结果如下：

    ◇JPG, 60 quality - 32K

    ◇PNG-8, 256 colors - 37K

    ◇GIF, 256 colors - 42K

    ◇PNG-24 - 146K

    由于8位png和gif格式相对而言图像质量不错，文件大小更小，因此在网页中建议多使用这两种格式。

    PHP性能技巧

    51CTO编辑注：对于以下这部分内容，PHP小组已发布公开信反驳，其中的有些建议究竟是否正确还有待进一步研究。

    由于PHP的使用量非常大，所以有必要放在这里说一说。首先有一点需要阐明的是，网站的性能与PHP版本，Web服务器环境和代码的复杂度都是有关的。

    ◆升级PHP版本

    首先要做的是升级PHP版本，如果你还在使用PHP3或PHP4，那赶快升级吧！

    ◆使用缓存

    使用缓存模式，如memcached，可以将数据库查询结果或网页缓存起来，加快Web服务器的响应速度。

    ◆使用缓冲输出

    PHP使用内存缓冲存储你的脚步尝试打印的所有数据，这个缓冲看起来好像让你的网页变慢，因为用户必须等待缓冲被填满，幸运的是，你可以做一些修改强制让PHP快速清空输出缓冲。

    ◆没有原因尽量不要复制变量

    有些PHP新手试图通过拷贝预先定义的变量使代码变得清晰，但事实是这样会导致双倍的内存消耗。我们来看一个例子，假设有个不怀好意的用户向文本区域插入了512KB的内容，那么会使用1MB内存：

    1. $description = strip_tags($_POST['description']);  
    2. echo $description; 

    上面这个例子就是没有原因的拷贝变量，其实可以简化它，避免额外的内存消耗：

    1. echo strip_tags($_POST['description']); 

    ◆避免在循环中执行SQL查询

    一个常犯的错误是在循环中使用SQL查询，这样会引起多次数据库往返，降低脚本速度，在下面的例子中，你可以修改循环构建一个SQL查询，一次性插入所有的用户：

    1. foreach ($userList as $user) {  
    2.   $query = 'INSERT INTO users (first_name,last_name) VALUES("' . $user['first_name'] . '", "' . $user['last_name'] . '")';  
    3.   mysql_query($query);  
    4. }

    改为：

    1. INSERT INTO users (first_name,last_name) VALUES("John", "Doe") 

    不用循环，你可以合并成一次数据库查询：

    1. $userData = [];  
    2. foreach ($userList as $user) {  
    3.   $userData[] = '("' . $user['first_name'] . '", "' . $user['last_name'] . '")';  
    4. }  
    5. $query = 'INSERT INTO users (first_name,last_name) VALUES' . implode(',', $iserData);  
    6. mysql_query($query);Produces:  
    7. INSERT INTO users (first_name,last_name) VALUES("John", "Doe"),("Jane", "Doe")...

    ◆为长字符串使用单引号

    PHP允许对字符串变量封装同时使用单引号和双引号，但是是有区别的，使用双引号时，告诉PHP引擎读取字符串内容并查找变量，然后使用它们的值替换它们，对于一个很长的但没有包含变量的字符串，将导致性能下降。

    ◆使用switch/case替代if/else

    使用switch/case比使用if/else性能更好，易读性和易维护性也更佳。

    预取资源

    预取资源就是当用户还没有请求该资源就预先下载到本地，那当用户真正请求时，可以大大减小网络延迟时间，甚至消除网络延迟时间。

    对于交互式网站，优化速度不仅仅是减小初始下载大小，当用户交互时可以下载额外的资源，这些行为的速度依赖于下载这些资源的时间，将下载资源变小可以加快网站速度。在设计预取资源时要考虑以下几个问题：

    ◆研究用户行为

    如果你的用户在某个特定的页面或行为上花费了大量的时间，那这就是你该优化的，你可以通过查找服务器日志来找出这些页面和行为。对于picasa网络相册，我们知道最多的操作是一张张浏览图片，那么这就是非常合适的预取对象。

    ◆衡量网页准好的时间

    在当前页面没有显示完时不应该提取新页面的数据，对于动态页面，你需要为页面上每个外部文件添加JavaScript载入处理程序，当这些资源全部下载下来后，为用户下一个行为预取数据就非常合理了。

    ◆使用工具测试

    在正式修改代码前，先用Page Speed这类工具进行测量，要避免一次提取太多数据造成网站变慢。

    适当的包含样式和脚本

    网页载入时间一般80-90%的时间都花在等待网络上了，最有力的方法是消除序列化下载资源。

    联合外部JavaScript文件

    下载外部脚本文件时一般浏览器会等它下载完了再继续后面的下载，这与并行下载图片的行为是完全相反的。

    例1：两个外部脚本文件

    例2：两个外部图片

    在例2中，两个需要1秒的图片合在一起时，总共也只需要1秒就完成下载了，在例1中，两个需要1秒的脚步合在一起时，却需要2秒才能完成下载，这是两个不同的并行和串行下载。因此，如果你有多个外部脚本文件，最好将它们合并到一个文件中。

    在外部JavaScript文件前包含额外的css文件

    由于脚本文件会阻止后面的下载，那些已经在下载中的将会继续下载。

    例3：在css之前的脚本

    例4：在脚本前的css

    在例3中，脚本在css文件前会导致浏览器堵塞，要花2秒时间，但只需要将css移到脚本前面就可以让下载过程并行执行，如例4。因此，如果你既有外部css文件，又有外部脚本文件，那么记住一定要将css文件放到脚本文件的前面。

    在外部css和其它资源之间不包含内联JavaScript

    使用内联脚本标签时，即使它没有下载任何东西，也会阻碍后面的下载。

    例5：css后的内联脚本

    例6：css前的内联脚本

    例5中内联脚本块位于样式和脚本之间，下载时是串行的，在例6中，移到样式前面后，再一次恢复到并行下载模式。因此，如果你有一个外部css文件，不要在你的css文件和下一个下载的资源之间插入内联脚本标签。

    减小HTML文档的文件大小

    想要减少网站的载入时间最佳的办法就是减小HTML文件的大小，有很多种办法可以实施，首先我们看看html哪些标签是可以瘦身的。

    ◆HTML 4

    根据HTML 4 DTD标准，可以有很多标记都省略掉，下面以斜体表示的标记都可省略掉：

    < /area>

    < /base>

    < body>

    < /body>

    < /br>

    < /col>

    < /colgroup>

    < /dd>

    < /dt>

    < head>

    < /head>

    < /hr>

    < html>

    < /html>

    < /img>

    < /input>

    < /li>

    < /link>

    < /meta>

    < /option>

    < /p>

    < /param>

    < tbody>

    < /tbody>

    < /td>

    < /tfoot>

    < /th>

    < /thead>

    < /tr>

    例 如，如果你有标记为< li>List item< /li>的列表项目，那么你可以将其省略为< li>List item，在表示段落结束时一般使用< /p>标记，但这下也可以使用< p>My paragraph了，这种省略语法对html、body、head都有效，在html中它们不是必须的。这样一通省略后，往往可以使整个html文件大 小减小5-20%。

    ◆HTML 5

    虽然HTML 5仍然在开发阶段，它向你提供了更多减小文件大小的选项。例如。HTML 5允许你象下面这样设置文档类型：

    1. < !DOCTYPE html> 

    相对

    1. < !DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd"> 

    你 会注意到HTML 5 DTD更短了。当你指定文档的编码时，HTML 5更易于使用，并且更轻巧了，< meta charset="utf-8">和< meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8">表示的含义是一样的，浏览器一看也是知道要处理HTML。

    在HTML 5中另一个值得一提的是可以省略掉与MIME类型关联的类型属性了，这些属性如type="text/css"或type="text /javascript"描述了内容的类型，现在可以使用< script>代替< script type="text/javascript">，使用< style>代替< style type="text/css">。

    如果你将上面这些方法集合起来使用，将会节约10-20%的文件大小。请浏览Google的隐私页面，它就全部采用了这些方法。

    UI消息和感觉等待时间

    对于很多用户而言，速度并不等于性能，用户对一个网站的速度感觉会受到他们的总体体验影响，包括他们是否能够有效地获取到想要的内容，以及系统是如何人响应的。

    在设计你的网站时，要考虑用户访问该站点的目的是什么，越快（越容易）完成访问网站越好，如果用户在获得内容时遇到了很多困难，他们在完成任务后肯定会马上离开你的站点，并可能再也不愿意回来。

    其实要让用户觉得网站使用起来感觉很舒服，你有很多事情要做，这里只讨论3个主题。

    1. 网站设计是否足够简单，即使是第一次使用该网站的用户也能够顺利地找到他们想要的内容。要达到开箱即用的效果。你可以花10天时间来考虑界面流程如何优化，这样对于10万用户而言，节省的时间和价值都大多了。

    2. 某个消息会打断或增加用户工作步骤吗？

    3. 用户在等待期间该做点什么？例如显示进度条，注意不要把进度条本身设计得过于庞大，一般建议使用“正在上传......”，“载入中.......”等等这样的纯文本就可以了。

    小结

    本文列举了12类加速网站的办法，在实际工作，可以视具体情况灵活运用，当你完全掌握了这些方法后，也许会触类旁通，引起你深入地追寻更深层次的加速办法。
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